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弱酸酸性顺序论文范文资料 弱酸酸性顺序及其应用

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(黑龙江省哈尔滨市阿城区第一中学校 150301)

常见弱酸酸性强弱顺序

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提要:高中化学新课标教材选修四《水溶液中的离子平衡》一章中包含弱电解质电离盐类的水解等知识,在高考中所占比重较大,根据电离平衡常数排出酸性顺序,例析各种应用

关键词:弱酸顺序;离子平衡;多种应用

电解质在溶液中的存在行为是高中化学选修四《化学反应原理》第三章的内容,本部分在高考中所占分值较多,难度较大,弱电解质电离和盐类的水解等原理很容易使学生概念混淆。如果按照电离平衡常数将常见弱酸排序,物质在溶液中的存在行为即电离、水解,电离或水解相对强弱就较容易理解。

首先根据弱酸的电离平衡常数将弱酸排序如下:

一、强酸制取弱酸

第一排从左到右酸性越来越弱,强酸可以制取弱酸,例一:将少量CO2通入NaClO溶液中,反应的离子方程式为:CO2+ClO-+H2O=HCO3-+HClO,产物与CO2用量无关,将少量CO2通入苯酚钠溶液中的反应方程式C6H5ONa+CO2+H2O=C6H5OH+NaHCO3亦是如此。例二:NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合后出现白色沉淀:HCO3-+AlO2-+H2O=CO32-+Al(OH)3↓,此反应可看成强酸制取弱酸并不是彻底双水解。

二、溶液酸碱性判断及浓度大小比较

1.第二排从左到右酸根离子所对应的酸越来越弱,酸根离子结合H+能力越来越强即水解能力越来越强,同浓度盐溶液碱性越来越强,同pH从左到右浓度越来越小。

2.多元弱酸酸式酸盐即电离又水解,判断盐溶液的酸碱性,需比较电离与水解相对强弱,其中HC2O4-、HSO3-、H2PO4-电离大于水解,盐溶液呈酸性;HCO3-、HS-水解强于电离,盐溶液呈碱性。例三:分别写出碳酸氢钠与亚硫酸氢钠溶液中的离子浓度大小关系。HCO3-水解强于电离,溶液呈碱性,HSO3-溶液水解弱于电离,溶液呈酸性,所以碳酸氢钠溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(CO32-)>c(H+);亚硫酸氢钠溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)> c(SO32-)>c(OH-)。

3.铵盐溶液中酸碱性比较

(1)醋酸电离平衡常数与一水合氨几乎相同,所以醋酸铵溶液呈中性,酸性强于醋酸的酸电离的酸根或酸式酸根与铵根结合呈酸性,HCO3-及以后与铵根结合呈碱性,即谁强呈谁性。由此可知NH4F溶液F-水解弱于NH4+水解呈酸性,离子浓度大小关系为:c(F-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。

(2)NH4+离子浓度大小的考察。例四:分别有同浓度(NH4)2Fe(SO4)2、(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、NH4HSO4、NH4Cl、CH3COONH4、NH4HCO3、NH3·H2O溶液,c(NH4+)由大到小的顺序为___________。

首先将题干所给物质分三个类别,铵根二元、铵根一元、一水合氨,再考虑其他离子对铵根水解的影响,促进还是抑制,促进或抑制的强度如何,越抑制剩余c(NH4+)越大,越促进剩余c(NH4+)越小,所以c(NH4+)由大到小的顺序就是题干给的顺序。

4.同浓度的HA与NaA等体积混合后溶液酸碱性判断。因为水解平衡常数Kh=Kw/Ka,所以酸的Ka>10-7,酸的电离强于酸根水解,同浓度混合溶液呈酸性,相反则呈碱性。次氯酸的Ka=3×10-8,以它为界,之后(包含它)的都是酸根水解强于酸的电离,等浓度等体积混合溶液呈碱性。例五:等浓度CH3COOH、CH3COONa等体积混合后各离子浓度大小关系。因CH3COOH电离强于CH3COO-水解,所以溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得知:c(CH3COO-)>c(Na+),最终关系为:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。

三、考察彻底双水解

弱酸酸根与弱碱阳离子混合后两者都要水解,而且相互促进,若生成的酸与碱不能反应说明水解进行的很完全,即彻底双水解。能与NH4+反应完全的是AlO2-,二者反应离子方程式为NH4++AlO2-+H2O=NH3↑+Al(OH)3↓;与Al3+、Fe3+彻底双水解的为碳酸氢根及以后(Fe3+与S2-、HS-发生氧化还原反应),由此图很容易看出哪些微粒间可以发生彻底双水解。例六:泡沫灭火器原理:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。

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四、离子共存问题

1.第二排弱酸酸根与H+均不能大量共存,第四排弱碱阳离子与OH-不能大量共存。

2.多元弱酸酸式酸根在溶液中即电离又水解,与H+、OH-均不能大量共存。

3.某些离子因发生彻底双水解而不能大量共存即第二排和第四排的部分离子(见“三”)。

五、解析沉淀的溶解

向盛有少量Mg(OH)2沉淀的试管中滴加适量的氯化铵溶液,观察到的现象是沉淀溶解了,原因是Mg(OH)2在水中有少量溶解、电离出的OH-与盐电离出的NH4+作用,生成弱电解质,使Mg(OH)2向溶解方向移动,直至完全溶解。

参考材料:

[1]低酸性罐头食品商业无菌的电阻抗法检测

[2]材料核算在酸性气田工程建设中的

[3]电力市场监管中发电商投机行为存在性排序

结束语

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